Расход дроби при дробеструйной обработке

Сравнительный расход струйных абразивов для степени очистки Sa 2½

Дробеструйная камера

Дробеструйная камера – это оборудование, предназначенное для высокоскоростной обработки металлических изделий от окалины, ржавчины и неровностей поверхности при помощи дроби. Процесс очистки происходит при помощи метателей дроби, он возможен без участия человека, для этого используется автоматическая камера. Дробеструйная обработка является высокоэффективным способом очистки металл всего за один проход.

Обработка дробеструйная

Обработка дробеструйная – это воздействие абразивных частиц на металлические детали. Стальная или чугунная дробь вылетает на большой скорости из сопла дробеструйной машины и ударяется об обрабатываемую поверхность, вследствие чего образуется защитный слой с высоким сжимающим напряжением. Обрабатываемая деталь имеет хорошие антикоррозийные свойства, так как поверхность полностью очищается от ржавчины, окалины, остатков старых покрытий, масляных и других загрязнений. Обработка необходима перед покраской или нанесением на них защитного покрытия. В отличие от пескоструйной обработки, дробь лучше и быстрее очистит любую металлическую поверхность.

Дробеструйная обработка металла является необходимым этапом подготовки к грунтовке и окраске. Для того, чтобы лакокрасочные изделия легли на поверхность металлоконструкций надлежащим образом, требуется качественная предварительная обработка, повышающая защитные свойства металла. Обработка дробеструйная производится в специальных камерах, что позволяет сделать этот процесс безопасным для окружающей среды, ведь весь мусор втягивается посредством специальных вакуумов.

Камера дробеструйной очистки

Камера дробеструйной очистки собирается по индивидуальному проекту в зависимости от специфики очистки деталей предприятия заказчика. Размер камеры зависит от максимальных габаритов очищаемых изделий. Камера дробеструйной обработки состоит из корпуса, дробеструйного аппарата, системы подачи изделий для обработки, системы очистки дроби, пылесборников, системы вентиляции и глушителя. Очистка деталей происходит за счёт воздействия цельной либо колотой стальной или чугунной дроби, которая подаётся в камеру под высоким давлением с большой скоростью. В результате обработки в дробеструйной камере улучшаются антикоррозийные свойства металлических деталей, с поверхности удаляются ржавчина, окалина, масляные загрязнения, приобретается нужная степень шероховатости.

Дробеструйная очистка позволяет избавиться от любых загрязнений, ржавчины и остатков старого, пришедшего в негодность лакокрасочного покрытия. Дробеструйный метод очистки соответствует экологическим нормам благодаря тому, что в процессе обработки дробью пыль образуется в сравнительно малом количестве и полностью удаляется специальными очистительными системами.

Обитаемая и необитаемая дробеструйная камера

Дробеструйная обитаемая камера завода ZAVOD RR давно зарекомендовала себя как современное и надёжное оборудование. Обитаемые камеры дробеструйной очистки в первую очередь отличаются тем, что во время очистки деталей внутри них находятся операторы. Поступление свежего воздуха для дыхания обеспечивается качественной системой вентиляции. Надёжный костюм и шлем оберегают оператора от дроби и пыли. Дробеструйная ручная камера идеально подходит для обработки крупногабаритных деталей или изделий, автоматическая обработка которых невыгодна. Оператор дополняет автоматическую очистку ручной обработкой труднодоступных мест.

Завод ZAVOD RR производит недорогие современные автоматизированные необитаемые дробеструйные камеры. Необитаемая дробеструйная камера идеально подходит для обработки небольших изделий. Принципиальным отличием от обитаемой камеры является то, что оператор находится за пределами камеры дробеструйной очистки и осуществляет контроль над рабочим процессом через специальное смотровое стекло.

Камера дробеструйная проходная

Камера дробеструйная проходного типа ZAVOD RR используется для очистки профильных заготовок, листового проката и металлоконструкций от пыли, ржавчины, краски и других загрязнений при подготовке к дальнейшей грунтовке и покраске. Камеры дробеструйные проходные оснащены внутренними, входными и выходными рольгангами, посредством которых осуществляется транспортировка изделий, требующих обработки. Для листового проката и профильных заготовок используются горизонтальные проходные камеры, для металлопроката и двутавровых балок больше подойдут вертикальные проходные дробеструйные камеры.

Камера дробеструйная подвесная

Камера дробеструйная подвесного типа ZAVOD RR подходит для качественной и быстрой обработки деталей любых габаритов. Подвесная дробеструйная камера оснащена специальным электродвигателем с крюком, осуществляющим подачу изделия вовнутрь. Электродвигатели подбираются в зависимости от требований заказчика к их грузоподъёмности. Манипулирование электродвигателем может осуществляться как с дистанционного, так и со стационарного пульта управления.

Дробеструйные камеры – производители

На рынке России сегодня представлены разные производители дробеструйных камер. Дробеструйные камеры российского производства от ZAVOD RR отличаются невысокой ценой и европейским качеством. Сочетание доступной стоимости и надёжного качества делают отечественное дробеструйное оборудование оптимальным решением для любого предпринимателя.

Шероховатость дробеструйной обработки

Шероховатость поверхности после дробеструйной обработки также является важным результатом воздействия дроби. На гладкую поверхность лакокрасочные покрытия не смогут лечь хорошо, шероховатость обеспечивает должное сцепление поверхности металлической детали с покрытием.

Дробеструйная обработка труб

Оборудование для дробеструйной обработки труб изнутри и снаружи позволяет повсеместно избавиться от ржавчины и загрязнений и подготовить трубы к последующей обработке. Трубы подаются в дробеструйную камеру посредством роликового конвейера. Помимо горизонтального перемещения по линии, трубам придаётся вращение, благодаря чему дробеструйная обработка происходит максимально эффективно, и трубы очищаются за один проход. Обработка усиливает антикоррозийные свойства труб, очищает их поверхность и продлевает срок их эксплуатации.

Дробеструйная обработка внутренних поверхностей бойлеров

Дробеструйная обработка поверхности даёт надёжную защиту металлических изделий от коррозии, очищает их от разного рода загрязнений и исправляет неровности на их поверхности. На выходе получаются идеально подготовленные к дальнейшей обработке металлические изделия и детали.

Дробеструйные камеры широко применяются для предварительной очистки внутренней поверхности водонагревателей перед последующим эмалированием. Обработка внутренних поверхностей бойлеров в дробеструйных камерах отличается не только эффективностью, но и большей экологичностью (в сравнении с химической очисткой) в силу отсутствия кислот и осадка. В результате обработки внутренняя поверхность очищается от всех загрязнений и получает идеальную текстуру для дальнейшего покрытия эмалью. Такая обработка не приносит ущерба окружающей среде (в отличие от химической очистки), поэтому все больше производителей нагревателей предпочитают дробеструйный метод обработки.

Дробь для дробеструйной обработки – расход

Дробь для дробеструйной обработки оказывает непосредственное влияние на качество очистки деталей. Обычно используется стальная дробь диаметром от 0,5 мм до 2,8 мм. Оптимальный диаметр дроби для работы с нашим оборудованием составляет 1,2 мм. Диаметр дроби выбирается в соответствии с поставленными задачами и в зависимости от необходимой силы воздействия.

Расчёт расхода дроби при дробеструйной обработке производится в зависимости от типа оборудования, площади обрабатываемой поверхности и необходимых результатов. Так, при использовании разработанного нашей компанией эффективного метателя МП-200 расходуется 200 кг дроби за минуту.

Заключение

Завод ZAVOD RR предлагает купить дробеструйные камеры собственного производства. У нас Вы сможете приобрести камеры дробеструйной очистки как со стандартными параметрами, так и в соответствии с индивидуальными требованиями. Инженер-проектировщик поможет выбрать готовую дробеструйную камеру с подходящими техническими характеристиками или подготовит проект с индивидуальными параметрами. Дробеструйные камеры российского производства отличаются превосходным качеством изготовления, высокой производительностью и доступной ценой.

Как определить фактический расход дроби при очистке наружных поверхностей металлоконструкций

Подрядная организация выполняет на строительной площадке работы по очистке наружных поверхностей металлоконструкций и трубопроводов для нанесения антикоррозийной защиты.

Работы финансируются из внебюджетных средств. Договор заключен с открытой ценой. Проектная организация в смете расценила работу по 13-06-002-01, как очистку кварцевым песком. Ближайшее место, где можно приобрести кварцевый песок, находится на расстоянии 300 км. Так как объем работ по очистке металлоконструкций большой, и расход кварцевого песка 32 кг/м 2 , то появились дополнительные транспортные расходы. Для снижения транспортных расходов Заказчик согласился с предложением заменить песок на дробь, которой по расходу требуется в разы меньше. Проектная организация согласована замену изменения очистки с кварцевого песка на дробь.

При определении затрат на очистку дробью возникли разногласия с Заказчиком по тому, как определить эти затраты. Подрядчик предлагает определять стоимость работ по 13-006-001-1 с расходом дроби в 6 кг на 1м 2 очищаемой поверхности. Заказчик считает, что нужно применить расценку 13-006-002-1 на очистку кварцевым песком, заменив песок на дробь с расходом 3 кг на 1м 2 . Цифру в 3 кг Заказчик взял из рекомендаций завода-изготовителя дроби, где был указан минимальный и максимальный расход дроби (3 -12 кг на 1м 2 ) при выполнении работ на строительной площадке.

Просим дать рекомендации по определению стоимости работ по 13-06-001-01 или 13-06-002-01, а также расходу дроби.

Приложения: материалы о замене песка на дробь, рекомендации завода-изготовителя по расходу дроби, фотографии с места выполнения работ.

От редакции: дополнительно были представлены материалы о замере фактического расхода дроби при выполнении работ по очистке поверхностей металлоконструкций на строительной площадке (8кг на 1м 2 ).

Решение о технологии очистки поверхности металлоконструкций и трубопроводов принимается проектной организацией в зависимости от применяемых антикоррозийных материалов, требований по качеству подготовки поверхности под нанесение антикоррозийной защиты и возможности применения избранной технологии на месте производства работ.

В том случае, если проектом была предусмотрена очистка поверхности кварцевым песком, но по определенным причинам (отсутствие вблизи строительной площадки запасов кварцевого песка, большие транспортные расходы по доставке кварцевого песка на строительную площадку и др.) Заказчиком, в целях оптимизации расходов, может быть принято решение о замене технологии очистки на другую, например, на очистку металлическим песком (дробью). В случае принятия такого решения Заказчик должен письменно известить об этом проектную организацию и предложить ей внести соответствующее изменение в проектную документацию.

Стоимость работ по очистке поверхностей металлическим песком (дробью) следует определять по норме (расценке) 13-06-001-01 «Очистка металлическим песком внутренней поверхности оборудования и труб». Предложение определять стоимость работ по очистке поверхности по норме (расценке) 13-06-002-01 «Очистка кварцевым песком: сплошных наружных поверхностей» с заменой песка кварцевого на песок металлический (дробь) не может быть принято, так как очистка металлическим песком (дробью) предусматривает применение других механизмов и должна расцениваться по другой норме (расценке), а именно, по 13-06-001-01.

В письме завода-производителя от 18.07.2017 № ОД-867 о расходе дроби однозначно указано, что расход абразивного материала не регламентируется ГОСТ и другими стандартами и определяется на каждом предприятии индивидуально. По указанной причине расход дроби, в случае выполнения работ по очистке поверхностей на строительной площадке, может варьироваться в диапазоне от 3 кг до 12 кг на 1 м 2 поверхности.

В сложившихся обстоятельствах рекомендуем учитывать расход металлического песка (дроби) согласно норме 13-06-001-01 в количестве 0,006 т на 1м 2 очищаемой поверхности или на основании расхода, установленного комиссией в составе представителей Заказчика, Подрядчика и Проектировщика при замере расхода дроби на очистку поверхностей непосредственно на строительной площадке.

Экономическая эффективность дробеметной очистки

Рассмотрим экономическую составляющую целесообразности применения дробеметной обработки в действующем производстве. За основу исходных данных о цене расходных материалов и энергоресурсов, оплате труда рабочих, возьмем среднерыночные показатели предприятий г. Новосибирска.

При расчете используем следующие данные:

• режим работы: 250 дней в год, 21 день в месяц, 2 смены по 8 часов;
• требуемая производительность: 12000 тонн/год;
• материал сплава отливок: чугун СЧ20;
• отливка – ливневая решетка канализации;
• объем пригара песчано-глинистой смеси к объему отливки – 2%;
• габаритные размеры – 400*200*25мм;
• масса 1 отливки – 12 кг.

Исходя из режима работы, получаем — за 1 час необходимо очищать 3 тонны отливок (12000 тонн/(250 дней*2 смены*8 часов)), что в количественном выражении составляет 250 отливок. Опираясь на полученную производительность за 1 час, остановим свой выбор на дробеметных установках барабанного типа с ленточным транспортером, для того чтобы облегчить труд обслуживающего персонала в операциях загрузки и выгрузки отливок. Из модельного ряда данных установок подходит модель SBM-T40×1200/0,6. Согласно геометрическим и массовым характеристикам очищаемой отливки выбираем оптимальный объем загрузки: 100 отливок общей массой 1200 кг и общим объемом 0,2м 3 , объемом насыпью

0,4м 3 , что полностью удовлетворяет техническим характеристикам выбранной установки.

Расчет затрат на содержание, эксплуатацию, материалы и обслуживание оборудования

Амортизация, ремонт и текущее содержание оборудования

Годовой фонд содержания включает расходы на замену быстроизнашивающихся частей. При заданной производительности 12000 тонн/год общая норма отчислений составит: 467 500/12 000 = 38,96 руб./тонна.

Эксплуатация и материалы

Для наиболее эффективной очистки от пригара песчано-глинистой смеси была выбрана дробь стальная литая ДСЛу фракцией 1,4мм твердостью 365-545HV. Стоимость дроби с доставкой до г. Новосибирска составляет 30799,48 рублей. За норму расхода дроби в виде безвозвратных потерь при обработке примем 10 килограмм на 1 тонну очищенного литья, таким образом затраты на очистку 1 тонны отливок составят – 307,99 рублей. Опытным путем установлено, что при использовании дроби ДСЛу 1,4мм цикл обработки от загрузки до выгрузки составляет 15 минут. Для упрощения расчетов возьмем ежесменную потребность в производительности – 24 тонны отливок, очистка которых потребует проведение 20 циклов очистки.

Из представленных данных получаем, что для очистки 1 тонны отливок необходимо затратить 7,99 кВт•час электроэнергии, что составляет 18 рублей 38 копеек.

Обслуживание оборудования

При работе в двухсменном режиме для обслуживания дробеметного барабана требуется 2 оператора машинной очистки. Оклад каждого оператора примем за 18000 рублей. Имея в месяце 21 рабочий день, за смену оператор зарабатывает 18000/21=857,14рублей. При выполнении ежесменного задания по очистке 24 тонн отливок, на 1 тонну очищенного литья приходится 857,14/24=35,71 рубля заработной платы.

В результате, для очистки 1 тонны отливок, необходимо затратить:

• Отчисления на амортизацию, ремонт и содержание – 38,96 рублей
• Дробь стальная – 307,99 рублей
• Электроэнергия – 18,38 рублей
• Заработная плата оператора – 35,71 рублей.

Итого: все затраты на очистку 1 тонны отливок составляют – 401,04 рубля и соответственно всего 40 копеек на каждый килограмм.

Выводы: В данном расчете мы не будем затрагивать сравнение затрат при очистке отливок ручным пневмо и электроинструментом, в галтовочных барабанах, пескоструйных камерах и прочих способах очистки. Мы лишь хотели показать, что в большинстве случаев механическая очистка в дробеметных барабанах и камерах по уровню затрат составляет около 1 процента от себестоимости производимого литья в зависимости от способа получения отливок и объема производства. Помимо этого при помощи дробеметной очистки можно получить чистоту поверхности до Sa21/2, заданную шероховатость для дальнейшего нанесения лакокрасочных покрытий, упрочненный поверхностный слой, продлевающий срок эксплуатации в некоторых случаях в 2-3 раза.

• Главная
• /
• Каталог металлургического и литейного оборудования
• /
• Дробеметные установки по низким ценам | Компания МетаКуб
• /
• Экономическая эффективность дробеметной очистки

Очистка происходит на специальном столе, который во время работы вращается и позволяет дробеметным турбинам обрабатывать изделия со всех сторон. На данном типе дробеметов возможны все возможные варианты очистки от формовочных смесей и т.д.

Подвесной дробемёт для очистки от загрязнений в основном небольшого количества средних и крупных деталей (отливок) в подвешенном состоянии

Дробеметы барабанного типа с транспортером для очистки от загрязнений большого количества мелких и средних деталей насыпью

Барабанный дробемет зарекомендовал себя в кузнечно-прессовых, машиностроительных и особенно в литейных цехах, как незаменимое оборудование для осуществления очистки изделий от загрязнений

630108 | г. Новосибирск | ул. Станиславского, 2/3 | офис 203 | тел./факс: (383) 233-00-63 | e-mail: info@metakub.ru

© Оформление и материалы сайта ООО Компания «Метакуб», 2010-2018

Вся представленная на сайте информация, касающаяся оборудования носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса Российской Федерации.

Дробеструйная обработка – высокоэффективная и незаменимая технология

Поверхность любого материала нуждается в обработке перед промежуточными и заключительными операциями изготовления деталей, сооружений. Дробеструйная обработка позволяет эффективно очистить и способствует повышению прочности.

1 Струйная обработка дробью – технология очистки и укрепления поверхностей

Струйная обработка дробью заключается в воздействии на различные поверхности абразивным материалом, подаваемым на большой скорости воздушным потоком. Для проведения таких работ используют специальное оборудование – дробеструйные машины. Мощность подаваемой воздушно-абразивной струи позволяет удалять различные загрязнения и покрытия, ржавчину, а также окалину, неровности, многое другое.

Обработка дробью дает шероховатую, чистую поверхность, обеспечивающую хорошее сцепление с наносимыми поверх материалами. В основном, дробеструйные машины применяют для обработки бетонных и металлических поверхностей. Оборудование бывает двух типов:

• закрытое – для обработки деталей, объектов в замкнутом пространстве;
• открытое – для наружной обработки внешних поверхностей.

Конструкция машин может быть разной – это зависит от того, для работ с какой поверхностью оборудование предназначено (стальной, полимерной, бетонной и так далее).

В качестве абразива используется дробь, материал, форма и размер которой, а также режим работы дробеструйной машины, выбираются также исходя из типа обрабатываемой поверхности.

Все виды оборудования имеют возможность подключения к промышленному пылесосу, собирающему пыль, остатки расколотой и целую дробь, которая во многих установках рекуперируется (отделяется) и поступает обратно в бункер.

Замкнутый цикл работы дробеструйного оборудования обеспечивает ему очень высокие показатели производительности, экономичности и экологичности. В среднем за один час машина способна обработать 40–150 м 2 металлической поверхности или 50–250 м 2 бетонного пола.В случае применения специальных рукавов и стволов – до 500 м 2 /час. Современное оборудование позволяет работать с крупногабаритными изделиями.

2 Дробь для струйной абразивной обработки

Область применения данного метода очень обширна. Чтобы получить требуемый результат, важно в каждом конкретном случае правильно подобрать дробь для дробеструйной обработки. Она, в зависимости от способа и материала изготовления, делится на следующие виды:

• Колотая чугунная – производят из белого чугуна методом расплавления с последующей грануляцией. Полученные сферические изделия охлаждают, затем раскалывают и отжигают. Эта дробь позволяет достичь необходимой шероховатости поверхности перед нанесением специальных покрытий. Кроме этого, ее используют для матирования, удаления нагара и ржавчины.
• Стальная литая – производится низкоуглеродистая (LC), с средним (MC) и высоким (HC) содержанием углерода. Каждый вид дроби отличается химическим составом и технологией изготовления, определяющим их недостатки и преимущества. Используют для обработки проката, металлоконструкций, отливок из чугуна и стали, подготовки поверхностей перед нанесением защитных и декоративных покрытий, упрочнения (наклепа).
• Стальная рубленная – используется для качественной очистки и упрочнения поверхности, получения требуемых параметров шероховатости. Однородность, особые геометрические параметры и высокая износостойкость частиц позволяют использовать эту дробь для решения наиболее сложных задач. Изготавливают цилиндрическую (методом нарезания стальной проволоки) и сферическую (получают обкаткой цилиндрической рубленной), а также из нержавеющей стали (изготавливают как сферическую).
• Стальная колотая – производят из стальных сплавов с структурой мартенсита, который однороден и отпущен. Выпускается, в зависимости от твердости, трех видов: G, GH и GL. Сферы применения: очистка от ржавчины, нагара, окалины; получение требуемой шероховатости, подготовка обрабатываемой поверхности к нанесению резиновых и полимерных покрытий, эмалей и красок.
• Алюминиевая дробь – используют для алюминиевых литья и деталей. Идеально очищает и подходит для финишной обработки (выглаживает и дает заданную шероховатость). Не приводит к значительной деформации изделий, поверхность которых упрочняется, становится чистой и светлой.
• Керамическая – в процессе применения характеризуется отсутствием загрязняющих факторов, практически не раскалывается, благодаря чему позволяет производить финишную обработку и выполнять качественное упрочнение, которое повышает усталостную стойкость поверхности. По интенсивности обработки керамическая дробь находится на промежуточном месте между стальной и стеклянными шариками. Чаще всего используется в космической и авиационной промышленности.
• Стеклянные шарики – обладают высокой прочностью, благодаря чему очень экономичны. Обрабатываемую поверхность не загрязняют, равномерно на нее воздействуют, без существенного удаления металла, не образуя заусенцев и повреждений. Являются одним из наиболее популярных абразивов.
• Дробь из пластика – производят в основном из поликарбоната, полиамида, меламиновых и аминоальдегидных смол, цилиндрической или кубической формы. Применяют тогда, когда нужна максимально бережная очистка поверхности, к которой предъявляются высокие требования по допускам шероховатости и геометрии (удаление различных декоративных покрытий с деталей автомобилей, воздушных судов, спортивных лодок, очистка пресс-форм и тому подобное). Не оставляет следов обработки на блестящих поверхностях, обеспечивает очень низкое пылеобразование и не токсична.
• Электрокорунд – это один из самых эффективных и твердых абразивных материалов, бывает трех видов: белый, розовый, нормальный. Используется для очистки поверхностей, которые сильно загрязнены, удаления заусенцев и ржавчины, получения требуемой шероховатости и матирования. Может применяться не только в сухих, но также и во влажных системах очистки, не вызывает намагничивания.

3 Обработка дробеструйным оборудованием металла

Воздействие струей дроби на металл является процессом его холодной обработки. Это одна из самых популярных и эффективных механических технологий, которая используется для решения широкого круга задач, а применяемое оборудование обеспечивает отличное качество и высокую производительность выполнения работ. Наиболее часто дробеструйная обработка металла используется для удаления с его поверхности ржавчины в максимально сжатые сроки и с минимальными затратами.

Помимо очистки от ненужных элементов металлу придается совершенно иной вид – его можно сделать матовым или шероховатым, сгладить поверхностные неровности. Основная область применения дробеструйной технологии:

• удаление следов коррозии;
• удаление окалины, которая осталась после металлообработки;
• очистка от старых защитных и декоративных покрытий;
• полировка и матирование поверхности металла;
• придание поверхности необходимой шероховатости перед нанесением покрытий;
• удаление оксидных пленок с металла перед сварочными работами.

Дробеструйные машины по металлу – любимое оборудование всех мостовщиков, потому что перед нанесением защитной гидроизоляции на стальные конструкции моста требуется придать поверхности необходимую адгезию. Лучше всего с этим справляется специальная дробеструйная установка. Ее преимущества перед пескоструйной обработкой:

• получаемая адгезия на порядки выше;
• замкнутый цикл работы – не расколотая дробь применяется повторно, использованная попадает вместе с пылью и грязью в промышленный пылесос;
• более чистый процесс – оператор может работать без респиратора;
• производительность выше.

Поэтому дробеструйная технология обработки металла более плодотворная и все больше вытесняет пескоструйную.

4 Защитный эффект дробеструйного воздействия на металл

Но главный эффект, который дает струйное воздействие дробью – это защита от коррозионно-механических и усталостных повреждений. Как известно, практически все они зарождаются на поверхности металла. В то же время, доказано, что развитие или появление трещин не будет происходить в зоне, где есть сжимающие напряжения. В процессе обработки каждая дробь воздействует на материал, как маленький молоточек, и, ударяясь, образует на его поверхности небольшие перекрывающиеся углубления или отпечатки – то есть деформирует металл.

Под такой поверхностью материал стремится вернуть свое исходное состояние, в результате чего под полученной полусферой деформированного металла образуется слой с сжимающими напряжениями. Возникающие после обработки дробеструйной машиной перекрывающиеся углубления формируют на поверхности материала равномерный слой с высокими напряжениями сжатия, что значительно повышает прочность, надежность, долговечность как деталей, так и оборудования, устройств из них в целом.

Это достигается за счет того, что сжимающие напряжения повышают фрикционную стойкость, сопротивление металла коррозионному и усталостному разрушению и растрескиванию, эрозии и фреттингу, вызванных кавитацией. Дробеструйная технология также используется в авиастроении для придания металлической обшивке крыла необходимой аэродинамической кривизны. Дополнительные применения включают упрочнение поверхности с целью закрытия пористости, улучшения трибологических параметров, повышения стойкости межкристаллитной коррозии, текстурирования поверхности, выравнивания деформированных изделий, испытания адгезии различных покрытий.

Технология нашла признание в космической, авиационной, химической, автомобильной, судостроительной, горнодобывающей, сельскохозяйственной и медицинской промышленностях.

5 Обработка дробью бетонных полов и конструкций

Дробеструйная обработка бетона в основном применяется при подготовке основания пола и в монолитном строительстве. При помощи специального оборудования с бетонных пола или конструкции удаляют верхний слой, состоящий из так называемого «цементного молочка» и ослабленных, хорошо удаляющихся фрагментов и частиц бетона, а также различные загрязнения.

Обработку дробью проводят непосредственно перед процессом нанесения декоративного или защитного покрытия. Существует единственное ограничение – обрабатываемая бетонная поверхность должна быть сухой. Преимущества дробеструйной технологии перед другими способами подготовки основания из бетона (шлифовкой, фрезеровкой, тому подобным):

• обеспечение хорошего сцепления основания с наносимым покрытием;
• равномерное распределение шероховатости;
• устранение различных загрязнений и пыли с поверхности – дополнительная очистка не потребуется, пылесосить не надо;
• обнажение твердого заполнителя основания, что способствует упрочнению поверхности бетона;
• беспыльный и более тихий способ;
• выравнивание основания;
• позволяет обнаружить скрытые дефекты (трещины, полости, другие).

Помимо обработки нового бетона, дробеструйная машина незаменима при очистке старых и находящихся в эксплуатации поверхностей от полимерных покрытий, краски и так далее. После использования дроби площадь сцепления увеличивается не менее чем 2–2,5 раза, по сравнению с отшлифованной или необработанной бетонной поверхностью.

Дробеструйная обработка – рациональный способ повысить прочность металлов

Тонкая металлическая деталь надежно удерживается на вращающемся столе до начала дробеструйной обработки. Изображение предоставлено Innovative Peening Systems

Средневековые солдаты именно так укрепляли броню, инженеры в Гражданскую войну использовали это для стволов пушек, с помощью этого способа железнодорожники укрепляли оси локомотива, а Генри Форд повышал прочность деталей своего нового изобретения – конвейера. Относительно недавно производители самолетов начали делать это почти на каждом дюйме металлических деталей перед тем, как отправить самолет в небо.

Что же делали все эти воины, изобретатели и производители? Холодную обработку металлических деталей.

Снять стресс

Холодная обработка представляет собой пластическую деформацию металла, процесс, происходящий при температуре ниже точки повторной кристаллизации материала (т.е. при комнатной температуре) для повышения прочности и жесткости при снижении вязкости. Дробеструйная обработка – распространенный вид холодной обработки. Она осуществляется путем воздействия дроби на обрабатываемую деталь со скоростью выше, чем скорость гоночного автомобиля, пересекающего финишную черту. В результате на поверхности детали появляются перекрывающие друг друга углубления, которые способствуют снятию остаточного напряжения при сжатии.

Многократное воздействие на поверхность металла повышает усталостную прочность, снижает вероятность появления трещин или коррозии под напряжением на таких деталях, как диски турбины, пружины, шестерни, детали двигателя, шасси и колеса воздушных судов.

Дейв Бройер (Dave Breuer), директор североамериканского отдела продаж компании Curtiss-Wright Corp. (Парамус, Нью-Джерси), специализирующейся на технологиях обработки поверхности, отмечает, что его клиенты используют фирменные технологии дробеструйной обработки практически везде – от валов весом 3600 кг до крохотных шестеренок, запускающих инструменты с электроприводом.

Бройер добавляет, что эта технология применяется на таком большом диапазоне компонентов, что компания вынуждена хранить десятки различных средств для обработки – от шариков размером с песчинку до дроби, подходящей по размеру для стрельбы из пневматического ружья. Кроме обычной стальной дроби, есть еще дробь керамическая, стеклянная, из нержавеющей стали, стоимостью от нескольких сотен до тысячи или более долларов за тонну. Многие из этих средств для дробеструйной обработки могут использоваться повторно, хотя хрупкая дробь из стекла и керамики разбивается достаточно быстро под воздействием силы удара.

Дробь должна быть более прочной и жесткой, чем обрабатываемый материал. Попытка обработать чугунную головку цилиндра дробью из отожженной стали сравнима со стрельбой зефиром по бетонной стене. В этом случае более эффективна дробь из закаленной стали. Более мягкие материалы, такие как алюминий, обычно обрабатываются дробью из нержавеющей стали или керамики, в зависимости от сферы применения.

Поднимая крышку

Сама дробь относительно недорога, чего не скажешь об оборудовании для дробеструйной обработки. Ручная пневматическая дробеструйная камера, подходящая для небольшой мастерской, может стоить несколько тысяч долларов. Но такое легковесное оборудование предназначено в основном для очистки поверхности и удаления окалины и совершенно не подойдет по качеству обработки клиентам из аэрокосмической или медицинской промышленности. Тот, кто намерен серьезно заниматься дробеструйной обработкой, должен быть готов потратить до 100 000 долларов на одну установку или миллионы долларов на большую автоматическую систему.

Дэн Дики (Dan Dickey), владелец компании-поставщика оборудования Innovative Peening Systems (Норкросс, Джорджия), отмечает значительное развитие дробеструйной обработки за последние 20 лет. «Раньше это напоминало бросание наугад в деталь пригоршни шариков – сейчас же доступные технологии позволяют полностью контролировать движение. Вы решаете, в какую точку детали вам нужно попасть, программируете установку соответствующим образом, и сопло направляет дробь точно в указанное место. Вы можете делать это быстро и с отличным результатом».

Переход от коврового бомбометания к снайперским выстрелам сделал дробеструйную обработку гораздо рентабельнее, чем раньше. ЧПУ и робототехника снижают потребление сжатого воздуха и электроэнергии во время работы, значительно повышая производительность. По словам Дики, дробеструйная обработка – сложный процесс, в котором требуется точное и эффективное действие. Это объясняется уникальностью каждой детали, имеющей собственные характеристики и форму, что значительно влияет на интенсивность обработки и изменение угла, под которым она ведется. Если дробь бьет под углом 180 градусов, например, она лишь слегка задевает поверхность, оставляя слабый отпечаток. Совсем другой результат при обработке под углом 90 градусов – это лучший угол для проникновения. Поэтому очень важно всегда следовать по контуру детали и держать сопло перпендикулярно, регулируя скорость при движении во внутренние углы и выходе из них. Это ключ к успешному результату дробеструйной обработки.

Оператор осуществляет настройку в режиме обучения на дробеструйной установке с ЧПУ. Изображение предоставлено Innovative Peening Systems

Дики отмечает, что значительная доля его оборудования автоматизирована и обычно имеет одно сопло, перемещаемое по четырем осям, и двухкоординатную систему управления. Несмотря на наличие шести осей, программирование подразумевает несколько большее, чем движение детали и сопла в нужном направлении в обучающем режиме и затем повторение ЧПУ этого шаблона. Успешная обработка означает также умелый контроль потока дроби и давления воздуха.

Не всем системам дробеструйной обработки требуется воздух для активации. Канзасская фирма-производитель дробеструйного оборудования Viking Blast & Wash Systems выпускает турбинные установки, где дробь запускается при помощи вращающегося колеса. О своей продукции рассказывает менеджер по продажам и клиентскому обслуживанию компании Мартин Фройнд (Martin Freund): «На нашем оборудовании имеется рабочее колесо, установленное в турбине и приводимое в действие электродвигателем. Дробь выпускается из точки рядом с центром колеса, распространяется вдоль отдельных лопаток и направляется в сторону обрабатываемой детали. Например, колесо диаметром 381 м, совершающее около 3450 оборотов в минуту, запускает дробь со скоростью 87 м в секунду. Чтобы ускорить или замедлить скорость вращения колеса, можно также использовать устройство управления, позволяющее изменять схему и скорость обработки.

Круговое движение

Если сравнить турбинные и пневматические системы, у каждого варианта найдутся за и против. Одно из преимуществ пневмосистемы перед механическим конкурентом – скорость, которая в некоторых случаях в два раза превышает скорость установки с колесом: 183 м/сек не является чем-то необычным. Поэтому пневмосистемы могут воздействовать на металл гораздо сильнее, создавая более глубокие вмятины и интенсивнее обрабатывая поверхность. Они также оказывают более направленное воздействие, поэтому пневмосистемы лучше справляются с обработкой углов и глухих отверстий, а также сложных поверхностей. При этом пневматические дробеструйные машины требуют огромных объемов сжатого воздуха для работы, для чего часто нужны специальные компрессоры. При этом некоторые отраслевые специалисты отмечают, что высокие скорости подачи дроби – не главное, и пневмосистемы больше подходят для высокоинтенсивных сфер применения.

Крылья воздушного судна представляют собой фасонные детали, для производства которых требуется сложный процесс с использованием дробеструйной обработки. Изображение предоставлено Wheelabrator Group

Для обработки больших участков с применением огромного количества дроби с высокой скоростью подачи лучший вариант – турбинная установка. У некоторых из них скорость подачи достигает 454 кг дроби в минуту в сравнении с примерно 14 кг дроби для пневмоустановки. Поэтому это лучший выбор для масштабных работ, например, обработки конструкционных, судостроительных сталей, деталей землеройной техники, литейного производства, где производится обработка партий отлитых заготовок.

Рон Райт (Ron Wright), менеджер по автоматическим дробеструйным установкам в регионе Северная Америка компании Wheelabrator Group Inc. (Лагранж, Джорджия), подчеркивает преимущества турбинной технологии: «Скорость – основной фактор для многих компонентов. Представьте размах крыла самолета, которое когда-то было огромным листом алюминия. Используя турбинную установку, вы сможете покрыть зону в несколько дюймов шириной со скоростью 0,9-1,2 метра в минуту в зависимости от количества применяемой дроби. При перекрестном использовании нескольких турбин вы сможете обработать целое крыло коммерческого судна менее чем за час».

Дробеструйная обработка часто используется для снятия остаточного напряжения авиационных компонентов и турбин. Изображение предоставлено Wheelabrator Group

Дробеструйная обработка превосходит по своим качествам зачистку поверхности и гораздо ближе по своему характеру к кузнечному делу. При приложении сжимающего усилия к одной стороне листа металла он начинает закручиваться в сторону источника нагрузки, образуя изогнутые формы, необходимые в авиации.

«Если вы внимательно посмотрите на крыло пассажирского самолета, то увидите, что это фасонный компонент. Этого удается добиться благодаря сложному процессу, сочетающему насыщенную дробеструйную обработку и дробеструйное формование. Насыщенная обработка – это тот же самый метод, который используется для корпуса, шасси, колес и деталей двигателя воздушного судна. Это слегка напоминает создание формы с помощью молота», – объясняет Райт.

При дробеструйной обработке маленькие металлические шарики на большой скорости ударяются о поверхность металлической детали, создавая вмятины. Это создает напряжение сжатия и усиливает металлургические свойства. Изображение предоставлено Wheelabrator Group

При расходе дроби до 500 т в час или более у некоторых может возникнуть вопрос о затратах на использование турбинной дробеструйной установки. Райт отмечает, что об этом не стоит волноваться. «Мы используем повторно 100% материала. Он постоянно очищается, перерабатывается и классифицируется. Вся пыль удаляется автоматически. Замены требует совсем незначительное количество материала».

Глубокое проникновение

Если традиционная дробеструйная обработка не удовлетворяет требованиям, производители обращаются к лазерной технологии.

Д-р Дэвид Сокол (David Sokol), директор по исследованиям компании LSP Technologies Inc. (Дублин, Огайо), рассказывает, что лазерная технология использует высокоэнергетический пульсирующий лазерный пучок для создания ударной волны сжатия, которая обеспечивает пластическую деформацию металлической поверхности. При этом возникает остаточное сжимающее усилие, проникающее на глубину до 5 мм в зависимости от материала и условий обработки.

Лазерная дробеструйная обработка используется в областях, где воздействие дробью невозможно или глубина механически создаваемых углублений недостаточна для достижения нужных результатов. Изображение предоставлено Curtiss-Wright

Как и механическая обработка, лазерное воздействие повышает усталостный ресурс и прочность деталей. Разница в глубине. По словам Сокола, проникновение при дробеструйной обработке ограничено менее чем 0,6 мм, а лазер проникает на глубину, в 10 раз большую. Поэтому он может применяться в тех местах детали, где обычная обработка дробью не снимает в достаточной степени остаточное напряжение. И поскольку лазерная обработка не зависит от шариков, она отличается большей точностью и повторяемостью и может применяться на особых участках детали без использования маски. В процессе используется неодимовое стекло, иттрий-алюминиевый гранат или фторид иттрия-лития, испускающий импульсы длиной 10-30 наносекунд с уровнем энергии до 50 Дж. При этом генерируется давление до 1 млн. фунтов на кв. дюйм – в точке диаметром не более карандаша. «LSP Technologies Inc. работают над тем, чтобы снизить стоимость лазерной обработки, используя лазер с накачкой светодиодами, который работает с частотой импульсов до 60 Гц», – рассказывает Сокол.

Хотя лазер действует сильнее и быстрее, чем какой угодно стальной шарик, он не нагревает металл. По этой причине обработанные лазером детали становятся более прочными без холодной обработки, которая ассоциируется с дробеструйным воздействием. При этом детали могут работать в высокотемпературных средах без ухудшения свойств.

Дэйв Бройер отмечает, что лазерная обработка лучше предотвращает усталость при истирании и повреждении посторонними объектами. «Подумайте о лопатках реактивного двигателя. Они подвержены повреждению от летящих камней и другого мусора. В таких критических сферах применения требуется компрессионный слой, более глубокий, чем возможные повреждения».

По словам Бройера, 90% проблем, вызванных усталостью, могут быть решены с помощью дробеструйной обработки, которая используется уже почти 50 лет и является одновременно хорошо контролируемым и относительно недорогим процессом. Но для 10% деталей просто необходима лазерная обработка. «Вы обращаетесь к лазеру, когда дробеструйная обработка не работает. Это дорого, возможно, раз в 10 по сравнению с дробеструйной обработкой, поэтому лазерная обработка не используется для какой-нибудь шестеренки в коробке передач, которую можно обработать за несколько долларов. Но для критически важных вращающихся деталей, например, реактивных двигателей или энергетических турбин, когда сломанная лопатка может действительно создать серьезную проблему, имеет смысл потратить дополнительные средства».

Автор: Кип Хэнсон (Kip Hanson),
пишущий редактор

Оценка статьи:

Загрузка...